Белорусский государственный университет
« 15 » апреля 2014 г.
Регистрационный № УД - 984/баз.
Микроорганизмы в пищевой промышленности
Учебная программа учреждения высшего образования
по учебной дисциплине для специальности:
1Микробиология
специализации 1Прикладная микробиология
2014 г.
СоставителИ:
Светлана Леонидовна Василенко, заведующий лабораторией микробиологических исследований и коллекции промышленных микроорганизмов отдела биотехнологий Республиканского унитарного предприятия «Институт мясомолочной промышленности», кандидат биологических наук;
Владимир Васильевич Лысак, декан биологического факультета Белорусского государственного университета, кандидат биологических наук, доцент
Рецензенты:
Инна Александровна Найденко, ведущий научный сотрудник лаборатории молочнокислых и бифидобактерий Государственного научного учреждения «Институт микробиологии НАН Беларуси», кандидат биологических наук;
Елена Аркадьевна Храмцова, доцент кафедры генетики Белорусского государственного университета, кандидат биологических наук, доцент
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:
Кафедрой микробиологии Белорусского государственного университета (протокол от 01.01.2001 г.);
Научно-методическим советом Белорусского государственного университета (протокол от 01.01.2001 г.)
Ответственный за редакцию: Светлана Леонидовна Василенко
Ответственный за выпуск: Владимир Васильевич Лысак
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Промышленная микробиология в настоящее время составляет основную часть биотехнологии и приобретает все большее значение в народном хозяйстве. Микроорганизмы издревле использовались человеком для приготовления целого ряда продуктов, без которых в настоящее время не представляется существование человечества (сыр, сметана, йогурт, пиво, вино и др.). Основными объектами пищевой микробиологии являются представители практически всех таксономических групп микроорганизмов: бактерии, дрожжи, грибы и т. д., которые, обладая широким набором разнообразных ферментных систем, способны к образованию в процессе жизнедеятельности различных продуктов обмена, весьма ценных для практической деятельности человека. В настоящее время технологический процесс изготовления ферментированных продуктов невозможно представить без использования специальным образом подобранных, скомбинированных и подготовленных для внесения в ферментируемое сырье микроорганизмов, которые и определяют направленность биохимических процессов, протекающих в процессе изготовления продуктов, и, в конечном итоге, определяют вкус готового продукта.
Целью учебной дисциплины «Микроорганизмы в пищевой промышленности» является рассмотрение микроорганизмов как объектов пищевой биотехнологии, а также основных принципов и подходов, применяющихся для их эффективного использования при управлении микробиологическими процессами в технологии получения ферментированных пищевых продуктов с заданными свойствами.
В задачи учебной дисциплины входит изучение микроорганизмов, используемых в технологиях изготовления ферментированных продуктов, обусловленных ими биохимических процессах, протекающих при переработке различного сырья, методах борьбы с технически-вредной и патогенной микробиотой при производстве ферментированных продуктов, принципах микробиологического и санитарно-гигиенического контроля пищевых производств, нормативно-законодательных основ безопасности пищевой продукции в Беларуси.
Программа курса составлена с учетом межпредметных связей и программ по смежным учебным дисциплинам («Физиология микроорганизмов», «Культивирование микроорганизмов» «Систематика микроорганизмов» и др.).
В результате изучения учебной дисциплины студент должен:
знать:
– основные направления использования микроорганизмов в промышленном производстве;
– микробиологические основы технологических процессов изготовления ферментированных продуктов;
– основные методы теоретического и экспериментального исследования в области подбора штаммов для изготовления ферментированных продуктов;
– общие принципы микробиологического и санитарно-гигиенического контроля пищевых производств.
уметь:
– анализировать свойства микроорганизмов, как объектов пищевой микробиологии;
– анализировать причины брака и выпуска продукции низкого качества;
– давать оценку существующим производственным процессам и предлагать возможные пути их усовершенствования или оптимизации на базе системного подхода к анализу качества сырья, технологического процесса и требований к конечной продукции.
владеть:
– методами отбора производственно-значимых микроорганизмов для использования их в пищевом производстве;
– методическими подходами, лежащими в основе предупреждения возникновения дефектов и брака выпускаемой продукции.
Программа учебного курса рассчитана на 102 часа, в том числе 40 часов аудиторных: 26 – лекционных, 10 – лабораторных занятий, 4 – управляемой самостоятельной работы.
Примерный тематический план
№ п/п | Наименование разделов, тем | Количество часов | |||
Аудиторные | Самост. работа | ||||
Лекции | Лаб. занятия | УСР | |||
I | Введение | 2 | – | – | – |
II | Микроорганизмы, используемые при производстве молочных продуктов | 8 | 4 | – | 10 |
III | Бактериальные закваски и концентраты | 2 | – | 2 | 10 |
IV | Микробиология хлебопекарного производства | 2 | 2 | – | 10 |
V | Микробиология пивоварения | 2 | – | – | 10 |
VI | Микробиология спиртового производства и виноделия | 4 | – | – | 10 |
VII | Принципы микробиологического и санитарного контроля | 6 | 4 | 2 | 12 |
ИТОГО: | 26 | 10 | 4 | 62 |
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
I. ВВЕДЕНИЕ
Микроорганизмы как объекты биотехнологии, общая характеристика и сферы их использования (пищевая и химическая промышленность, сельское хозяйство, медицина и т. д.). История развития пищевой биотехнологии и микробиологии. Перспективы развития пищевой биотехнологии и микробиологии. Биохимические процессы, вызываемые микроорганизмами в пищевых продуктах.
II. МИКРООРГАНИЗМЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Характеристика микроорганизмов, используемых при производстве молочных продуктов: молочнокислые бактерии (лактококки, термофильный стрептококк, лейконостоки, лактобациллы), пропионовокислые бактерии, бифидобактерии, уксуснокислые бактерии, дрожжи и др.
Бактериофаги. Основные свойства бактериофагов. Источники бактериофагов. Защита заквасочной микробиоты от бактериофагов.
Микробиология сыра. Функции микроорганизмов в сыроделии: метаболизм лактозы, цитратов, протеолиз, липолиз, ингибирование и подавление роста посторонней микробиоты. Технически-вредная микробиота и предотвращение ее развития.
Микробиология кисломолочных продуктов: продукты, изготавливаемые с использованием многокомпонентных заквасок, с использованием мезофильных лактококков, с использованием термофильных молочнокислых бактерий, с использованием мезофильных лактококков и термофильного стрептококка, с использованием ацидофильных палочек.
Микробиология кислосливочного масла. Условия развития микроорганизмов в масле. Формирование запаха масла.
III. БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАКВАСКИ И КОНЦЕНТРАТЫ
Классификация бактериальных заквасок. Функции бактериальных заквасок. Основные этапы технологического процесса получения концентрированной бактериальной массы и способы ее консервирования. Микробиологический контроль качества бактериальных заквасок.
IV. Микробиология хлебопекарного производства
Микроорганизмы, используемые в производствах хлебобулочных изделий. Морфологические и физиологические свойства чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий. Характеристика рас дрожжей и молочнокислых бактерий. Способы получения новых активных рас дрожжей. Микроорганизмы заквасок, используемых для получения теста из пшеничной муки. Микроорганизмы заквасок, используемых для получения теста из ржаной муки. Биохимические процессы, вызываемые микроорганизмами, при производстве хлеба и хлебобулочных изделий. Пороки хлеба микробиологического происхождения.
V. Микробиология пивоварения
Характеристика рас дрожжей, используемых в пивоварении. Требования к дрожжам, применяемым в пивоварении. Физиологические свойства и условия жизнедеятельности дрожжей. Использование чистых культур дрожжей в пивоваренном производстве. Условия жизнедеятельности дрожжей при главном брожении сусла и дображивании молодого пива. Микробиота сусла и пива. Технически-вредные микроорганизмы пивоваренного производства. Источники инфекции на пивоваренных заводах и способы снижения контаминирующей микробиоты в сырье (зерне и хмеле), сусле, засевных дрожжах, в производственных аппаратах и коммуникациях. Микроорганизмы, вызывающие пороки пива.
VI. Микробиология СПИРТОВОГО производства И виноделия
Спиртовое брожение в промышленности. Микроорганизмы (про - и эукариоты), осуществляющие спиртовое брожение, их характеристика и классификация.
Чистые культуры дрожжей для виноделия. Требования, предъявляемые к расам дрожжей. Влияние дрожжей на состав вина. Свойства дрожжей, применяемых в производстве шампанского, их размножение и влияние на качество. Хересные дрожжи. Микробиологическое помутнение вина и меры борьбы с болезнями вин. Биологическое кислотопонижение столовых вин с использованием ассоциативной культуры дрожжей и молочнокислых бактерий.
VII. ПРИНЦИПЫ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО И САНИТАРНОГО КОНТРОЛЯ
Общие принципы микробиологического и санитарно-гигиенического контроля пищевых производств. Характеристика основных групп санитарно-показательных микроорганизмов (СПМ). Заболевания, передающиеся через пищевые продукты. Пищевые инфекции. Пищевые отравления. Ксенобиотики в пищевых продуктах.
Современная пищевая микробиология: продовольственное законодательство европейских стран, понятие о нормативах. Показатели безопасности и качества пищевых продуктов и продовольственного сырья, принципы контроля качества. Источники инфицирования пищевых продуктов микроорганизмами: флора воздуха, воды, почвы. Природные токсиканты: бактериальные токсины, микотоксины, афлатоксины, микотоксины и т. д. Нормативно-законодательная основа безопасности пищевой продукции в Беларуси.
Система «Анализа рисков и критические точки контроля» Hazard Analysis and Critical Control Pоint (ХАССП). Законодательно-правовая база системы НАССР для пищевой промышленности. Характерная особенность и основные положения системы. Внедрение и действие системы ХАССП. Задачи, решаемые при введении системы. Понятие фактора риска. Биологические, химические и физические факторы риска. Факторы риска внешней среды, технологического процесса, санитарно-гигиенических условий. Необходимость анализа факторов. Контроль факторов. Оценка потенциальной опасности и выявление контрольных точек. Способы мониторинга критических точек, разработка корректирующих действий и их направленность. Задачи верификации.
информационно-методическая часть
Литература
О с н о в н а я:
1. Микробиология пищевых производств / , , . – М.: Колос, 2008. – 412с.
2. Гудков, А. В. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты / Под ред. . – М.: ДеЛи принт, 2003. – 800 с.
3. Степаненко, П. П. Микробиология молока и молочных продуктов / . – М.: «Все для вас – Подмосковье», 1999. – 415 с.
4. Банникова, Л. А. Микробиологические основы молочного производства: Справочник / , , . – М.: Агропромиздат, 1987 – 400 с.
5. Хозиев, О. А. Технология пивоварения / , . – С.-Пб.: Лань, 2012. – 560 с.
6. Меркулова, Н. Г. Производственный контроль в молочной промышленности / , , – М: Профессия, 2009. – 662 с.
7. Галынкина, В. А. Микробиологические основы ХАССП при производстве пищевых продуктов: Учебное пособие / , , . – СПб.: Проспект Науки, 2007.–288с.
8. Аркадьева, З. А. Промышленная микробиология: учеб. пособие для вузов по спец. «Микробиология» и «Биология» / , , и др.; Под ред. . – М.:Высш. шк., 1989.– 688с.
Д о п о л н и т е л ь н а я:
1. Шендеров, Б. А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. Т. 3: Пробиотики и функциональное питание / . – М.: Изд. Грантъ, 2001. – 288 с.
2. Fox, P. F. Cheese Chemistry, Physics and Microbiology / Patrick F. Fox, Paul L. H. McSweeney, Timothy M. Cogan, Timothy P. Guinee. – 3rd ed. – Vol. 1: General aspects– UK: Elsevier Academic Press, 2004 – 645 p.
3. Квасников, Е. И. Молочнокислые бактерии и пути их использования / , . – М.: Наука, 1975. – 389 с.
4. Кузнецов, В. В. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Том 3. Сыры. / , . Под общ. ред. . – СПб: ГИОРД, 2003. – 512 с.
5. Микробиология виноделия. Ялта: Магарач, 1997. – 431с.
6. Прист, Ф. Дж. Микробиология пива /, Й. Кэмпбелл. Пер. с англ. под общ. ред. и Т. Сойдла. – СПб. : Профессия, 2005. – 368 с.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Для организации самостоятельной работы студентов по учебной дисциплине курсу следует использовать современные информационные технологии: разместить в сетевом доступе комплекс учебных и учебно-методических материалов (программа, методические указания к лабораторным занятиям, список рекомендуемой литературы и информационных ресурсов, задания в тестовой форме для самоконтроля и др.).
Эффективность самостоятельной работы студентов целесообразно проверять в ходе текущего и итогового контроля знаний. Для общей оценки качества усвоения студентами учебного материала рекомендуется использование рейтинговой системы.
ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМЫХ СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ
Учебным планом специальности 1Микробиология в качестве формы итогового контроля по учебной дисциплине рекомендован экзамен. Для текущего контроля качества усвоения знаний студентами можно использовать следующий диагностический инструментарий:
- защита индивидуальных заданий при выполнении лабораторных работ;
- защита подготовленного студентом отчета о патентных исследованиях;
- устные опросы;
- письменные контрольные работы по отдельным темам курса;
- компьютерное тестирование.
